Udar: czy mózg może sam się „zmienić”, aby wspomóc powrót do zdrowia?
Tymczasowa deprywacja sensoryczna może poprawić powrót do zdrowia po udarze, umożliwiając mózgowi ponowne podłączenie się, sugerują nowe badania przeprowadzone przez Washington University School of Medicine w St. Louis, MO.
Raport opublikowany w Science Translational Medicine wyjaśnia, w jaki sposób naukowcy doszli do tego wniosku po zaobserwowaniu powrotu do zdrowia po udarze u myszy, którym obcięto wąsy.
Zespół ujawnił, że myszy były bardziej skłonne do odzyskania użycia przedniej łapy po udarze, jeśli obcięto im wąsy.
Wąsy gryzonia są ważnym narządem zmysłów z bogatym zaopatrzeniem nerwowym.
Zwierzę może poruszać wąsami do przodu i do tyłu, aby badać nieruchome obiekty i może je unieruchomić, aby badać poruszające się obiekty, jednocześnie wysyłając informacje sensoryczne do mózgu.
Naukowcy sugerują, że przycinanie wąsów myszy uniemożliwia mózgowi odbieranie sygnałów sensorycznych, pozostawiając dotknięty obszar bardziej „plastycznym” i zdolnym do ponownego podłączenia się do innych zadań.
Implikacje dla rehabilitacji po udarze
Udar występuje, gdy skrzep lub pęknięcie naczynia krwionośnego w mózgu blokuje dopływ krwi i uniemożliwia dotkniętym obszarom przyjmowanie tlenu i składników odżywczych potrzebnych do utrzymania komórek przy życiu i pracy.
Większość udarów jest spowodowanych przez skrzepy, znane jako udary niedokrwienne. Tymczasowy skrzep, który usuwa się, jest znany jako przemijający atak niedokrwienny, który jest również określany jako mini-udar.
Kiedy dotknięty obszar mózgu przestaje otrzymywać krew, której potrzebuje, komórki mózgowe obumierają, a odpowiednia część ciała przestaje działać prawidłowo lub w ogóle nie działa.
Często podejście do terapii rehabilitacyjnej, które otrzymują osoby po udarze, koncentruje się na pomocy im w zrekompensowaniu niepełnosprawności. Naukowcy proponują, aby ich badanie wskazywało na alternatywne podejście.
„Nasze odkrycia”, mówi starszy autor badania Jin-Moo Lee, profesor neurologii, „sugerują, że możemy być w stanie stymulować powrót do zdrowia po [udarze] poprzez tymczasowe zwolnienie części mózgu i uczynienie tego obszaru mózgu bardziej plastycznym”.
„Jednym ze sposobów na to może być unieruchomienie zdrowej kończyny” - dodaje.
Każdego roku około 140 000 osób umiera z powodu udaru w Stanach Zjednoczonych, gdzie odpowiada to 1 na 20 zgonów. Szacowany koszt udaru - obejmujący opiekę medyczną, leki i opuszczone dni pracy - to około 34 miliardy dolarów rocznie.
Funkcja remapowania mózgu na pobliskie obszary
W Stanach Zjednoczonych jest ponad 6,5 miliona osób, które przeżyły udar. Dzięki plastyczności mózgu lub zdolności do adaptacji, wielu z nich w naturalny sposób odzyskuje pewną część funkcji. Przykładem jest ocalały, który na początku nie może poruszyć ręką, ale odkrywa, że kilka dni później może zacząć poruszać palcami.
Badania wykorzystujące obrazowanie mózgu pokazują, że w takich przypadkach mózg przywrócił kontrolę palców do „sąsiedniego, nieuszkodzonego obszaru”.
Stopień powrotu do zdrowia jest ściśle powiązany z tym, jak dobrze mózg przekształca funkcje czuciowe i kontrolne z obszaru uszkodzonego na nieuszkodzony.
Jednak koszt tej plastyczności polega na tym, że mózg nieustannie próbuje uwolnić „nieruchomość”, na której mógłby zbudować nowe obwody. Jednym ze sposobów udostępnienia nieużywanej nieruchomości jest sygnalizacja zatrzymania się do iz obszaru - na przykład w przypadku amputacji kończyny.
Profesor Lee i jego koledzy zastanawiali się, czy deprywacja sensoryczna może być sposobem na uwolnienie nieruchomości w pobliżu obszaru po udarze i czy mózg wykorzystałby tę okazję do ponownego przyporządkowania funkcji niepełnosprawnych do tego obszaru.
Myszy z przyciętymi wąsami leczyły się szybciej
Aby przetestować ten pomysł, wywołali udar w dwóch grupach myszy, tak że osłabiło to ich zdolność kontrolowania prawej przedniej łapy.
Po udarze odcięli wąsy jednej grupie myszy i pozostawili je nietknięte w drugiej grupie. Następnie obserwowali powrót zwierząt do zdrowia i używanie przednich łap.
W czwartym tygodniu po udarze myszy z przyciętymi wąsami ponownie zaczęły używać prawej przedniej łapy, a do ósmego tygodnia - podobnie jak lewej przedniej łapy.
Jednak myszy z nietkniętymi wąsami wracały do zdrowia znacznie wolniej; w czwartym tygodniu nadal nie używali prawej przedniej łapy i tylko częściowo odzyskali jej używanie do 8. tygodnia.
Skany mózgów myszy wykazały wyraźne różnice zarówno w obszarach dotkniętych udarem, jak i sąsiednich. W mózgach myszy z przyciętymi wąsami aktywność związana z używaniem przedniej łapy przeniosła się na obszar, który jest zwykle związany z używaniem wąsów.
Jednak u myszy z nienaruszonymi wąsami aktywność przedniej łapy przeniosła się do dowolnego z kilku obszarów w pobliżu miejsca urazu.
Poniższy krótki film z Washington University School of Medicine podsumowuje wyniki na myszach:
Działalność związana z używaniem wąsów powróciła do poprzedniego obszaru
Zespół pozwolił myszom z przyciętymi wąsami odrosnąć po tym, jak odzyskały pełną kontrolę nad prawą przednią łapą.
Skany mózgów zwierząt wykonane 4 tygodnie później wykazały, że aktywność używania wąsów powróciła na swoje poprzednie miejsce w mózgu. Również kontrola przedniej łapy pozostała na swoim nowym miejscu, a myszy nadal wykazywały pełne użycie obu łap.
W badaniu nie sprawdzano, czy myszy, którym przycięto wąsy, utraciły pewną zdolność używania wąsów.
Ale naukowcy twierdzą, że istnieją dowody na to, że kiedy funkcja mózgu przenosi się do innej części mózgu, nie utrudnia to funkcji związanej z tym obszarem.
Prof. Lee podaje przykłady muzyków i taksówkarzy: u muzyków część mózgu kontrolująca ruchy palców jest niezwykle duża, podobnie jak część kontrolująca nawigację u taksówkarzy.
„Rozwijanie tych umiejętności nie powoduje, że muzycy i taksówkarze tracą jakiekolwiek inne umiejętności. Prawdopodobnie po prostu wydajniej używają swoich mózgów ”- wyjaśnia.
Mówi, że ich odkrycia pokazują, że możliwe jest poprawienie wyników po udarze poprzez „poprawę plastyczności wybranych obszarów mózgu”.
„Być może będziemy musieli przemyśleć, jak prowadzimy rehabilitację po udarze”.
Prof. Jin-Moo Lee
